Quando a fosfina, um gás venenoso de fórmula molecular
, é queimada no ar, os produtos são água e um sólido de fórmula molecular
. Quantos gramas de
são necessários para reagir com
de fosfina?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre combustão da fosfina (PH₃). O que a gente precisa aqui é calcular quantos gramas de oxigênio (O₂) são necessários para queimar 12,0 g de fosfina. Para isso, vamos precisar usar o conceito de estequiometria, que envolve balancear equações químicas e fazer cálculos com massas molares.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química da combustão da fosfina. A combustão geralmente envolve o reagente queimando na presença de oxigênio para formar dióxido de carbono e água, mas no caso da fosfina, os produtos são água e tetraóxido de fósforo (P₄O₁₀). A equação inicial fica assim:
Passo 3
Agora, vamos balancear a equação. Isso significa ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo dos dois lados. Vamos balancear fósforo § primeiro:
Em seguida, balanceamos hidrogênio (H):
Por último, balanceamos oxigênio (O):
Passo 4
Agora que a equação está balanceada, vamos calcular as massas molares envolvidas. As massas molares são:
- PH₃: P (30,97 g/mol) + 3×H (1,01 g/mol) = 30,97 + 3,03 = 34,00 g/mol
- O₂: 2×O (16,00 g/mol) = 32,00 g/mol
Passo 5
Vamos usar a relação da equação balanceada para determinar quantos mols de O₂ são necessários para reagir com 4 mols de PH₃. Pela equação:
Isso significa que para cada 4 mols de PH₃, precisamos de 5 mols de O₂.
Passo 6
Agora, vamos calcular quantos mols de PH₃ temos nos 12,0 g fornecidos:
Passo 7
Usando a relação molar da equação balanceada, vamos achar quantos mols de O₂ são necessários:
Passo 8
Finalmente, vamos converter os mols de O₂ para gramas usando a massa molar do O₂:
Resposta
São necessários aproximadamente 14,11 gramas de oxigênio (O₂) para reagir com 12,0 gramas de fosfina (PH₃).